CN110499771A - 围堰施工自动监测水下震动的装置、导向固定装置、安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种围堰施工自动监测水下震动的装置，该装置包括：基座，为一板体，用于放置于水底待监测区域；在板体上、且位于四个角处均开设有一轴向通孔；导向器为四个，均为钢管，各导向器均竖直设置于对应的一个通孔内；固定器为一锥形钢柱，锥尖端向下竖直设置于基座下壁面的中心位置处；振动传感器，固定于基座上壁面的中心位置；其中，三矢量传感器的X轴和Y轴分别平行于基座对应的一个边；震动采集仪设置于水面上，与振动传感器线路连接，用于接收其监测的数据，并将数据进行处理、显示或者传输。使用该装置，无需人员进入水下放置监测装置，不需要修建平台，不会对环境产生额外的施工影响，降低了施工成本，且保证了监测数值的真实性。
Description
【技术领域】
本发明属于围堰施工技术领域，尤其涉及围堰施工自动监测水下震动的装置、导向固定装置、安装方法。
【背景技术】
在浅海水域中修建基础设施时，需要在水域中进行围堰施工。而在海底围堰施工时，一般会造成海底地层的震动，会影响水底海洋生物和周边建筑物，随着日益对环保要求的提高，需要在对围堰施工过程中进行震动监测。目前由于在水上震动监测较少，主要采用修建竖直平台的方法放置接收装置，而监测装置直接投至水底，或者监测人员进入海底放置。但是投入成本高，施工周期长，不管是竖直平台的施工，还是海底放置的施工，均额外增加了的对环境产生影响的因素。另外，当将监测装置直接投入水底时，监测装置不能明确指向震源，监测数值不真实。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种围堰施工自动监测水下震动的方法，无需人员进入水下放置监测装置，不需要修建平台，不会对环境产生额外的施工影响，降低了施工成本，且保证了监测数值的真实性。
本发明采用以下技术方案：一种围堰施工自动监测水下震动的装置，该装置包括：基座，为一板体，用于放置于水底待监测区域；在板体上、且位于四个角处均开设有一轴向通孔；
导向器，为四个，均为钢管，各导向器均竖直设置于对应的一个通孔内；
固定器，为一锥形钢柱，锥尖端向下竖直设置于基座下壁面的中心位置处；
振动传感器，为一三矢量传感器，固定于基座上壁面的中心位置；其中，三矢量传感器的X轴和Y轴分别平行于基座对应的一个边；
震动采集仪，设置于水面上，与振动传感器线路连接，用于接收其监测的数据，并将数据进行处理、显示或者传输。
进一步地，还包括一浮标，设置于水面，其中，震动采集仪设置于浮标上。
进一步地，该基座的规格为50～100cm*50～100cm。
进一步地，在浮标的上部设置有太阳能电池板，太阳能电池板与震动采集仪相连接。
本发明还公开了一种围堰施工自动监测水下震动的导向固定装置，该装置包括：
基座，为一板体，在板体上、且位于四个角处均开设有一轴向通孔；基座上用于放置振动传感器；
导向器，为四个，均为钢管，各导向器均竖直设置于对应的一个通孔内；用于使基座沿着导向器进入水底；
固定器，为一锥形钢柱，锥尖端向下竖直设置于基座下壁面的中心位置处。
进一步地，还包括一浮标，设置于水面，其中，浮标用于承载震动采集仪。
进一步地，基座的规格为50～100cm*50～100cm。
进一步地，在浮标的上部设置有太阳能电池板，太阳能电池板与震动采集仪相连接。
本发明还公开了一种围堰施工自动监测水下震动的装置的安装方法，使用上述的一种围堰施工自动监测水下震动的装置，该安装方法包括如下步骤：
步骤一、将四根导向器竖直插入围堰待监测区四根导向器，四根导向器间围成一正方形区域，正方形的一边与待监测围堰的边线相平行；相邻两个导向器间的距离与相邻两个通孔间的距离相一致；
步骤二、基座通过四个通孔套设在对应的导向器上，其中，固定器所在壁面向下；
步骤三、基座沿导向器向下滑动，直至到水底，同时，固定器插入水下土中；
步骤四、将浮标设置在基座上方的水面上，并通过锚索固定；
步骤五、向上拔出各导向器，基座留至水下；
步骤六、启动震动采集仪，监测。
本发明的有益效果是：1.不需要人员进入海底放置，不需要修建平台，降低了成本，缩减了施工周期长。2.在将监测装置放置水底时，保证监测装置明确指向震源，保证监测数值的真实性。
【附图说明】
图1是本实施例中一种围堰施工自动监测水下震动装置的水下部分剖面示意图；
图2是本实施例中一种围堰施工自动监测水下震动装置的水下部分平面示意图；
图3是本实施例中一种围堰施工自动监测水下震动装置的水面部分剖面示意图；
图4是本实施例中一种围堰施工自动监测水下震动装置的系统剖面示意图；
其中：1.基座；2.振动传感器；3.固定器；4.导向器；5.浮标；6.振动采集仪；7.太阳能电池板；8.通孔；9.数据线。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明，本发明是适用于浅海中修筑围堰时的震动监测，海水深小于10米。
实施例1
本发明实施例公开了一种围堰施工自动监测水下震动的装置，如图1和2所示，该装置包括：基座1，为一板体，用于放置于水底待监测区域，待监测区域在围堰施工区域外侧；在板体上、且位于四个角处均开设有一轴向通孔8；导向器4，为四个，均为钢管，各导向器4均竖直设置于对应的一个通孔8内；固定器3，为一锥形钢柱，锥尖向下竖直设置于基座1下壁面的中心位置处，焊接于基座1上。长20厘米-30厘米，与基座1连接处的底面直径3-5厘米。在重力的作用下，上述基座1沿着导向器4向下滑，落入浅海水底，固定器3插入水底土层中，不受洋流的影响，保证基座1的稳定。
如图3和4所示，基座1上壁面的中心位置设置一振动传感器2，其为一三矢量传感器，其中，三矢量传感器的X轴和Y轴分别平行于基座1对应的一个边；在将基座1放置于水底时，它的其中一个轴就垂直于围堰，这样就保证了该轴指向震源。该三矢量传感器接收的振动波即是由震源传出。
为了接收振动波，并将振动信号转变为数字信号，则设置了震动采集仪6，设置于水面上，与振动传感器2线路连接，用于接收其监测的数据，并将数据进行处理、显示或者传输。数据线9超过最深水位至少5米。例如，可以选用MAS-ZD-010磁电式振动传感器和MAS-iVBLog多通道云振动采集仪进行数据采集和传输。
还包括一浮标5，设置于基座1上方的水面，其中，震动采集仪6设置于浮标5上，在浮标5上放置震动采集仪6，能够随时接收数据，也避免了要在水面上新建放置平台，浮标5通过三个间隔设置的锚索固定，防止浮标在大范围活动，保证了浮标5在水面上漂浮时的稳定性。同时，以避免带动基座1。
上述基座1在水底时，应避免其自身的倾斜，保证尽量在一水平面，所以，对基座1的尺寸有要求，在满足震动监测的需求的前提下，上述基座1的规格为50～100cm*50～100cm。
为进一步利用太阳能，在浮标5的上部设置有太阳能电池板7，太阳能电池板7与震动采集仪6相连接。
实施例2
本实施例为：一种围堰施工自动监测水下震动的导向固定装置，如图1和2所示，该装置包括：基座1，为一板体，在板体上、且位于四个角处均开设有一轴向通孔8；基座1上用于放置振动传感器2；导向器4，为四个，均为钢管，各导向器4均竖直设置于对应的一个通孔8内；用于使基座1沿着导向器4进入水底；固定器3，为一锥形钢柱，锥尖向下竖直设置于基座1下壁面的中心位置处。焊接于基座1上。长20厘米-30厘米，与基座1连接处的底面直径3-5厘米。在重力的作用下，上述基座1沿着导向器4向下滑，落入浅海水底，固定器3插入水底土层中，不受洋流的影响，保证基座1的稳定。
上述振动传感器2，其为一三矢量传感器，其中，三矢量传感器的X轴和Y轴分别平行于基座1对应的一个边；在将基座1放置于水底时，它的其中一个轴就垂直于围堰，这样就保证了该轴指向震源。该三矢量传感器接收的振动波即是由震源传出。
为了接收振动波，并将振动信号转变为数字信号，则设置了震动采集仪6，设置于水面上，与振动传感器2线路连接，用于接收其监测的数据，并将数据进行处理、显示或者传输。数据线超过最深水位至少5米。还包括一浮标5，设置于基座1上方的水面，其中，震动采集仪6设置于浮标5上，在浮标5上放置震动采集仪6，能够随时接收数据，也避免了要在水面上新建放置平台，浮标5通过三个间隔设置的锚索固定，，防止浮标在大范围活动，保证了浮标5在水面上漂浮时的稳定性。同时，以避免带动基座1。
上述基座1在水底时，应避免其自身的倾斜，保证尽量在一水平面，所以，对基座1的尺寸有要求，在满足震动监测的需求的前提下，上述基座1的规格为50～100cm*50～100cm。
为进一步利用太阳能，在浮标5的上部设置有太阳能电池板7，太阳能电池板7与震动采集仪6相连接。
实施例3
本实施例为一种围堰施工自动监测水下震动的装置的安装方法，使用上述的一种围堰施工自动监测水下震动的装置，该安装方法包括如下步骤：
步骤一、将四根导向器4竖直插入围堰待监测区四根导向器4，四根导向器4间围成一正方形区域，正方形的一边与待监测围堰的边线相平行；相邻两个导向器4间的距离与相邻两个通孔8间的距离相一致。
步骤二、基座1通过四个通孔8套设在对应的导向器4上，其中，固定器3所在壁面向下。
步骤三、基座1沿导向器4向下滑动，直至到水底，同时，固定器3插入水下土中，将基座1固定。
步骤四、将浮标5设置在基座1上方的水面上，并通过锚索固定。绕浮标5的一周间隔设置有三个锚索，然后将锚索固定于水底。
步骤五、向上拔出各导向器4，基座1留至水下。在拔导向器4的过程中，要轻轻拔出，防止导向器带动基座1，使基座1偏移。
然后启动震动采集仪6，监测。进行围堰施工，振动传感器2实时采集震动数据，将震动数据采集完成后发送至震动采集仪6，数据显示或者可将数据导出。监测完成后，回收上述装置。
具体如下：
某一施工区，施工现场的天然水深约0.0～-5.0m，采用MAS-ZD-010磁电式振动传感器和MAS-iVBLog多通道云振动采集仪进行数据采集和传输。
距离围堰20米处为监测点，经测量，监测点位在高潮位水深5.4米。将振动传感器固定在基座1上，将多通道云震动采集仪固定在浮标5内，将振动传感器与多通道云振动采集仪通过导线连接，导线长7米。
将四根导向器4插入监测点的四周，使四根导向器4围成正方形，正方形的一边平行于围堰，将基座1的四个通孔8穿过对应的导向器4，让基座1在重力的作用下沉入水底，使固定器3插入淤泥中，然后将导向器4轻轻拔出，避免碰撞基座1。将浮标5采用三点式固定，固定于基座1上方水面，然后开启采集仪进行震动监测。
Claims (9)
1.围堰施工自动监测水下震动的装置，其特征在于，该装置包括：
基座(1)，为一板体，用于放置于水底待监测区域；在所述板体上、且位于四个角处均开设有一轴向通孔(8)；
导向器(4)，为四个，均为钢管，各所述导向器(4)均竖直设置于对应的一个所述通孔(8)内；
固定器(3)，为一锥形钢柱，锥尖端向下竖直设置于所述基座(1)下壁面的中心位置处；
振动传感器(2)，为一三矢量传感器，固定于所述基座(1)上壁面的中心位置；其中，所述三矢量传感器的X轴和Y轴分别平行于所述基座(1)对应的一个边；
震动采集仪(6)，设置于水面上，与所述振动传感器(2)线路连接，用于接收其监测的数据，并将数据进行处理、显示或者传输。
2.根据权利要求1所述的围堰施工自动监测水下震动的装置，其特征在于，还包括一浮标(5)，设置于水面，其中，所述震动采集仪(6)设置于浮标(5)上。
3.根据权利要求1或2所述的围堰施工自动监测水下震动的装置，其特征在于，所述基座(1)的规格为50～100cm*50～100cm。
4.根据权利要求2所述的围堰施工自动监测水下震动的装置，其特征在于，在所述浮标(5)的上部设置有太阳能电池板(7)，所述太阳能电池板(7)与所述震动采集仪(6)相连接。
5.围堰施工自动监测水下震动的导向固定装置，其特征在于，该装置包括：
基座(1)，为一板体，在所述板体上、且位于四个角处均开设有一轴向通孔(8)；所述基座(1)上用于放置振动传感器(2)；
导向器(4)，为四个，均为钢管，各所述导向器(4)均竖直设置于对应的一个所述通孔(8)内；用于使所述基座(1)沿着所述导向器(4)进入水底；
固定器(3)，为一锥形钢柱，锥尖端向下竖直设置于所述基座(1)下壁面的中心位置处。
6.根据权利要求5所述的围堰施工自动监测水下震动的导向固定装置，其特征在于，还包括一浮标(5)，设置于水面，其中，所述浮标(5)用于承载震动采集仪(6)。
7.根据权利要求6所述的围堰施工自动监测水下震动的导向固定装置，其特征在于，所述基座(1)的规格为50～100cm*50～100cm。
8.根据权利要求6所述的一种围堰施工自动监测水下震动的装置，其特征在于，在所述浮标(5)的上部设置有太阳能电池板(7)，所述太阳能电池板(7)与所述震动采集仪(6)相连接。
9.围堰施工自动监测水下震动的装置的安装方法，使用权利要求1-4中任一项所述的围堰施工自动监测水下震动的装置，其特征在于，该安装方法包括如下步骤：
步骤一、将四根所述导向器(4)竖直插入围堰待监测区，四根所述导向器(4)间围成一正方形区域，正方形的一边与待监测围堰的边线相平行；相邻两个所述导向器(4)间的距离与相邻两个通孔间的距离相一致；
步骤二、所述基座(1)通过四个通孔(8)套设在对应的所述导向器(4)上，其中，所述固定器(3)所在壁面向下；
步骤三、所述基座(1)沿所述导向器(4)向下滑动，直至到水底，同时，所述固定器(3)插入水下土中，以固定所述基座(1)；
步骤四、将所述浮标(5)设置在所述基座(1)上方的水面上，并通过锚索固定；
步骤五、向上拔出各所述导向器(4)。
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